Força de Atrito

Rafael Asth
Rafael Asth
Professor de Matemática e Física

A força de atrito corresponde a força exercida entre duas superfícies que estão em contato.

Dessa forma, a força atrito possui direção, sentido e módulo, sendo uma força de oposição à tendência do escorregamento.

Ela está muito presente no nosso dia-a-dia, desde o movimento dos automóveis, dos animais, dos humanos, ao empurrar uma mobília da casa, dentre outros.

Portanto, a força atrito é uma força que se opõe ao movimento do corpo ou dos objetos, tentando impedi-lo. A força de atrito surge das irregularidades entre duas superfícies que estejam em contato.

Logo, quanto maior às rugosidades apresentadas nas superfícies, maior será a força de atrito. Importante destacar que por mais lisa que seja determinada superfície, ela terá uma força atrito.

Fórmula

A expressão utilizada para calcular a força atrito é:

começar estilo tamanho matemático 18px Fat igual a µ. reto N fim do estilo

Donde,

Fat: força de atrito
µ: coeficiente de atrito
N: força normal

O coeficiente de atrito (µ) é uma propriedade do material e do estado das superfícies que estão em contato.

Além disso, trata-se de um valor numérico adimensional, ou seja, não possui unidade. Por sua vez, a força normal, indicada pela letra N, designa a reação da pressão exercida sobre a superfície e depende diretamente do peso do objeto.

Tipos de Atrito

Dependendo da superfície e do corpo, há dois tipos de força atrito: atrito estático e o atrito dinâmico.

Note que a força de atrito será ligeiramente maior quando o corpo está a ponto de se deslocar (atrito estático) do que quando ela está em movimento (atrito cinemático ou dinâmico).

Nesse sentido, vale observar que o coeficiente (µ) do atrito estático será sempre maior que o coeficiente do atrito dinâmico (µe> µd):

Atrito Estático

Ocorre quando os dois corpos permanecem imóveis, ou seja, quando não há deslizamento, gerando uma maior força de atrito, por exemplo, empurrar uma pedra muito pesada.

Para calcular a força do atrito estático, utiliza-se a expressão:

começar estilo tamanho matemático 18px Fat com reto e subscrito espaço igual a espaço reto mu com reto e subscrito. reto N fim do estilo

Em que:

começar estilo tamanho matemático 18px reto mu com reto e subscrito fim do estilo é o coeficiente do atrito estático;
N é a força normal.

Atrito Dinâmico

Também chamado atrito cinético, o atrito dinâmico ocorre quando a força do atrito estático for superada, de modo que os dois corpos entram em movimento, gerando assim, uma menor força de atrito, por exemplo, empurrar a pedra depois que ela entrou em movimento.

Para calcular a força do atrito dinâmico, utiliza-se a expressão:

começar estilo tamanho matemático 18px Fat com reto d subscrito espaço igual a espaço reto mu com reto d subscrito. reto N fim do estilo

Em que:

começar estilo tamanho matemático 18px reto mu com reto d subscrito fim do estiloé o coeficiente de atrito dinâmico;
N é a força normal.

Veja também

Exercícios sobre Força de Atrito Resolvidos

Exercício 1

Um bloco de peso igual a 100 N é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal. Determine a intensidade da força de atrito da superfície sobre o bloco sendo o valor do coeficiente de atrito 0,4.

Igualando a força peso à força normal

P = N

Fat= µ.N
Fat= µ.P
Fat= 0,4.100
Fat= 40 N

A força de atrito que se opõe ao movimento possui módulo igual a 40 N.

Exercício 2

(ENEM 2011) A força de atrito é uma força que depende do contato entre corpos. Pode ser definida como uma força de oposição à tendência de deslocamento dos corpos e é gerada devido a irregularidades entre duas superfícies em contato. Na figura, as setas representam forças que atuam no corpo e o ponto ampliado representa as irregularidades que existem entre as duas superfícies.

Imagem para resolução da questão.

Na figura, os vetores que representam as forças que provocam o deslocamento e o atrito são, respectivamente:

a) Imagem para resolver a questão. Letra a.
b) Imagem para resolução da questão. Letra b.

c) Imagem para resolver a questão. Letra c.

d) Imagem para resolver a questão. Letra d.

e) Imagem para resolução da questão. Letra e)

Resposta correta: a) Solução da resposta

Este par de vetores representam o par ação / reação entre a força que empurra o bloco e a reação do atrito.

Exercício 3

(UNICAMP 2010) O sistema de freios ABS (do alemão “Antiblockier- Bremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é 0,80 e o cinético vale 0,60 e a massa do carro 1 200 kg, o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético são, respectivamente, iguais a

a) 12 00 N e 12 000 N.
b) 12 000 N e 120 N.
c) 20 000 N e 15 000 N.
d) 9 600 N e 7 200 N.

Resposta correta: d) 9 600 N e 7 200 N.

A força normal será igual ao peso

N = P = m.g = 1 200 . 10 = 12 000 N

O módulo da força de atrito estático máxima é

F a t igual a mu. N igual a 0 vírgula 80 espaço. espaço 1 espaço 200 espaço. espaço 10 espaço igual a espaço 9 espaço 600 espaço N

O módulo da força de atrito cinético máxima é

F a t espaço igual a espaço 0 vírgula 60 espaço. espaço 1 espaço 200 espaço. espaço 10 espaço igual a espaço 7 espaço 200 espaço N

Veja mais exercícios de força de atrito em Leis de Newton - Exercícios.

Rafael Asth
Rafael Asth
Professor Licenciado em Matemática e pós-graduado em Ensino da Matemática e Física (Fundamental II e Médio), com formação em Magistério (Fundamental I). Engenheiro Mecânico pela UERJ, produtor e revisor de conteúdos educacionais.